[發(fā)明專利]成像系統(tǒng)、比較電路及相關(guān)比較方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010075148.7
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111629159B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 海老原弘知;王睿;左亮
• 申請（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N5/369
• 分類號: H04N5/369;H04N5/378;H03K4/08
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本發(fā)明涉及斜坡信號穩(wěn)定減少電路。比較電路包含具有經(jīng)配置以接收像素信號的第一輸入端的比較器。開關(guān)耦合到所述比較器的第二輸入端、參考產(chǎn)生器以及斜坡產(chǎn)生器。第一電容耦合到所述開關(guān)。所述開關(guān)經(jīng)配置以將所述第一電容耦合到所述參考產(chǎn)生器以在斜坡信號中的斜坡事件之前將所述第一電容充電到來自所述參考產(chǎn)生器的參考電壓，并且經(jīng)配置以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的起始處將所述第一電容耦合到來自所述斜坡產(chǎn)生器的所述斜坡信號。所述第一電容經(jīng)耦合以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的起始處將正電流注入提供到所述斜坡信號中以減少所述斜坡信號中的斜坡穩(wěn)定時間，所述斜坡信號被提供到所述比較器的所述第二輸入端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及圖像傳感器，并且確切地說但非排他地，涉及在圖像傳感器中在模/數(shù)轉(zhuǎn)換中與斜坡產(chǎn)生器一起使用的比較器電路。

背景技術(shù)

圖像傳感器已變得隨處可見。它們廣泛用于數(shù)碼靜態(tài)相機(jī)、蜂窩式電話、安保攝像頭，以及醫(yī)學(xué)、汽車和其它應(yīng)用。用于制造圖像傳感器的技術(shù)已經(jīng)以大步調(diào)持續(xù)發(fā)展。舉例來說，對較高分辨率和較低功率消耗的需求已促進(jìn)了這些裝置的進(jìn)一步小型化和集成。

圖像傳感器常規(guī)地接收在像素陣列上的光，所述光在像素中產(chǎn)生電荷。光的強(qiáng)度可影響在每個像素中產(chǎn)生的電荷的數(shù)量，其中較高強(qiáng)度產(chǎn)生較高數(shù)量的電荷。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)通常用于CMOS圖像傳感器(CIS)中以通過圖像傳感器將電荷轉(zhuǎn)換成電荷的數(shù)字表示。ADC基于圖像電荷信號與參考電壓信號的比較產(chǎn)生電荷的數(shù)字表示。參考電壓信號可以常規(guī)地是通過斜坡產(chǎn)生器提供的斜坡信號并且比較可以常規(guī)地通過比較器執(zhí)行，所述比較器提供可以與計數(shù)器一起使用的輸出以產(chǎn)生圖像電荷的數(shù)字表示。

應(yīng)了解通過斜坡產(chǎn)生器產(chǎn)生的并且通過比較器接收的斜坡信號的斜坡穩(wěn)定時間或延遲可以限制圖像傳感器的最大幀速率。因此，減少通過比較器接收的斜坡信號的斜坡穩(wěn)定時間可以增大最大幀速率并且因此增大圖像傳感器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面中，本發(fā)明涉及一種比較電路，其包括：比較器，其具有第一輸入端和第二輸入端以及輸出端，其中所述比較器的所述第一輸入端經(jīng)配置以接收像素信號；開關(guān)，其耦合到所述比較器的所述第二輸入端、參考產(chǎn)生器以及斜坡產(chǎn)生器；以及第一電容，其耦合到所述開關(guān)，其中所述開關(guān)經(jīng)配置以將所述第一電容耦合到所述參考產(chǎn)生器以在來自所述斜坡產(chǎn)生器的斜坡信號中的斜坡事件之前將所述第一電容充電到來自所述參考產(chǎn)生器的參考電壓，其中所述開關(guān)進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的起始處將所述第一電容耦合到來自所述斜坡產(chǎn)生器的所述斜坡信號，其中所述第一電容經(jīng)耦合以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的所述起始處提供正電流注入以與所述斜坡信號組合以減少所述斜坡信號中的斜坡穩(wěn)定時間，其中所述斜坡信號經(jīng)耦合以被提供到所述比較器的所述第二輸入端。

在另一方面中，本發(fā)明涉及一種成像系統(tǒng)，其包括：像素陣列，以接收圖像光并且作為響應(yīng)產(chǎn)生圖像電荷電壓信號；以及讀出電路，其經(jīng)耦合以從所述像素陣列接收所述圖像電荷電壓信號并且作為響應(yīng)提供所述圖像電荷電壓信號的數(shù)字表示，所述讀出電路包含比較電路以接收所述圖像電荷電壓信號，比較所述圖像電荷電壓信號與來自斜坡產(chǎn)生器的斜坡信號，并且作為響應(yīng)提供所述圖像電荷電壓信號的所述數(shù)字表示，其中所述比較電路包括：比較器，其具有第一輸入端和第二輸入端以及輸出端，其中所述比較器的所述第一輸入端經(jīng)配置以接收所述圖像電荷電壓信號；開關(guān)，其耦合到所述比較器的所述第二輸入端、參考產(chǎn)生器以及所述斜坡產(chǎn)生器；以及第一電容，其耦合到所述開關(guān)，其中所述開關(guān)經(jīng)配置以將所述第一電容耦合到所述參考產(chǎn)生器以在來自所述斜坡產(chǎn)生器的所述斜坡信號中的斜坡事件之前將所述第一電容充電到來自所述參考產(chǎn)生器的參考電壓，其中所述開關(guān)進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的起始處將所述第一電容耦合到來自所述斜坡產(chǎn)生器的所述斜坡信號，其中所述第一電容經(jīng)耦合以在所述斜坡信號中的所述斜坡事件的所述起始處提供正電流注入以與所述斜坡信號組合以減少所述斜坡信號中的斜坡穩(wěn)定時間，其中所述斜坡信號經(jīng)耦合以被提供到所述比較器的所述第二輸入端。